5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類(lèi)情況

1、15第四章5電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類(lèi)情況學(xué)過(guò)楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律之后，我們對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)就可以深入一些了。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場(chǎng)電路中電動(dòng)勢(shì)的作用實(shí)際上是某種非靜電力對(duì)自由電荷的作用。例如，電池中電解液與兩極板的化學(xué)作用使兩極板分別帶了正負(fù)電荷，這種化學(xué)作用就是我們所說(shuō)的“非靜電力”。如圖4.51，一個(gè)閉合電路靜止于磁場(chǎng)中，由于磁場(chǎng)強(qiáng)弱的變化，閉合電路內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種情況下，哪一種作用扮演了非靜電力的角色？圖4.51磁

2、場(chǎng)變化時(shí)產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，誰(shuí)是非靜電力？磁場(chǎng)變化時(shí)產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，誰(shuí)是非靜電力？英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)與靜電場(chǎng)不同，它不是由電荷產(chǎn)生的，我們把它叫做感生電場(chǎng)（感生電場(chǎng)（inducedelectricfield）。如果此刻空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會(huì)在感生電場(chǎng)的作用下做定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在這種情況下，所謂的非靜電力就是感生電場(chǎng)對(duì)自由電荷的作用。在《

3、物理選修34》中，我們還會(huì)學(xué)到麥克斯韋的理論。假定導(dǎo)體中的自由電荷是正電荷，它們定向運(yùn)動(dòng)的方向就是感應(yīng)電流的方向，也就是感生電場(chǎng)的方向。因此實(shí)際問(wèn)題中我們常要由磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)弱變化的情況來(lái)判斷感生電場(chǎng)的方向，或者相反。這時(shí)就要根據(jù)楞次定律用右手螺旋定則來(lái)確定它們之間的關(guān)系。如果感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由感生電場(chǎng)產(chǎn)生的，它也叫做“感生電動(dòng)勢(shì)”?！纠}】現(xiàn)代科學(xué)研究中常要用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場(chǎng)使電子加速的設(shè)備。它的基本原理如圖4.

4、52所示，上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場(chǎng)使電子加速。上圖為側(cè)視圖，下圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。35圖4.53做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體棒1自由電荷會(huì)隨著導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，并因此受到洛倫茲力。導(dǎo)體棒中自由電荷相對(duì)于紙面的運(yùn)動(dòng)大致沿什么方向？為了方便，可以認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷是正電荷。2導(dǎo)體棒一直

5、運(yùn)動(dòng)下去，自由電荷是否總會(huì)沿著導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)？為什么？3導(dǎo)體棒哪端的電勢(shì)比較高？4如果用導(dǎo)線把C、D兩端連到磁場(chǎng)外的一個(gè)用電器上，導(dǎo)體棒中的電流是沿什么方向的？以上討論不必考慮自由電荷的雜亂無(wú)章的熱運(yùn)動(dòng)。一段導(dǎo)線在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)相當(dāng)于一個(gè)電源，通過(guò)上面的分析可以看到，這時(shí)的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。在圖4.36中，由于導(dǎo)體捧運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因而在電路中有電流通過(guò)；于是導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到安培力的作用。不難判斷，安培力的方向與推動(dòng)導(dǎo)

6、體棒運(yùn)動(dòng)的外力的方向是相反的。這時(shí)即使導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)力也要做功。如果感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，它也叫做“動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)”。問(wèn)題與練習(xí)1國(guó)慶閱兵時(shí)，我國(guó)的“飛豹FBC1”型殲擊轟炸機(jī)在天安門(mén)上空沿水平方向自東向西呼嘯而過(guò)。該機(jī)的翼展為12.7m，北京地區(qū)地磁場(chǎng)的豎直分量為4.7105T，該機(jī)飛過(guò)天安門(mén)時(shí)的速度為聲速的0.7倍，求該機(jī)兩翼尖間的電勢(shì)差，哪端的電勢(shì)比較高？2如圖4.54甲，100匝的線圈（圖中只畫(huà)了2匝）兩端A、B